航天型号元器件自主可控工作的实践与思考

◎上海航天技术研究院 肖凤娟 赵艳涛

由于我国电子元器件工业基础相对薄弱，航天型号使用的核心元器件和高端通用芯片长期依靠进口，但某些西方发达国家经常采取禁运等方式遏制我国在航天领域的发展。为此，国家有关部门相继制定了一些管理办法，旨在推动元器件自主发展，促使航天型号元器件实现自主可控。为尽早摆脱航天型号元器件长期受制于人的被动局面，上海航天技术研究院结合型号研制，对提高元器件的自主可控工作进行了一些尝试，并取得了一些有益的效果。

一、元器件自主可控工作的实施

上海航天技术研究院下属多个总体研究所、专业技术研究所和技术基础研究所，承担了我国导弹武器系统、运载火箭、卫星、飞船及探测器五大领域的研制生产任务，电子产品应用范围非常广泛。为提高航天型号元器件的自主可控水平，研究院根据自身组织结构特点，按照型号总体、专业技术和技术基础逐级对元器件自主可控工作进行了分解：总体所从总体研制需求出发设计元器件自主发展方案，专业所基于国产元器件进行产品设计，技术基础所作为元器件可靠性中心开展国产化替代应用验证等工作。

研究院针对型号研制各阶段特点分别制定了自主可控工作的要求。对新立项型号，基于国产元器件进行系统设计，严格控制进口元器件规格、数量、经费比例；对在研、定型、批生产型号积极开展进口元器件国产化替代工作；对暂不能进行国产化替代的元器件采取保障措施，在保障型号使用的同时加强技术跟踪，待条件成熟时进行替代。在型号立项、研制转阶段工作中逐级开展进口元器件选用专项审查，从选用源头把关。

1.准备立项型号

为保证准备立项的某型号顺利立项，研究院在型号总体技术方案论证时将进口元器件控制比例的指标要求作为技术方案论证输入之一，在型号总体的具体论证和设计工作中对指标的可实现情况进行深入分析，并在各分系统及单机的设计方案中逐级分解落实，同时在型号总体、各分系统的设计过程中设立进口元器件选用审查节点。一方面基于国产元器件进行技术方案设计，采用在性能、指标、质量等级方面已基本能够替代进口的国产元器件；另一方面从型号全系统设计上压缩进口元器件品种，统一关键进口元器件的选型，打破原有单机、分系统选型的局限性。

经实践证明，这一措施效果明显，该型号进口元器件的控制比例在设计定型时能够满足总装要求，其中国产元器件在使用品种上的比例为95.8%，在使用数量上的比例为96.6%，在费用上的比例为96.9%，数费比为0.997。

2.在研和定型型号

研究院在对在研、定型、批生产型号使用的元器件进行详细统计的基础上，充分利用其它项目已取得的国产化成果，对使用的进口元器件逐个进行国产化替代可行性论证，对进口元器件的国产化成熟度进行分类（见表1），并根据国产元器件的成熟度和型号研制进度制定国产化研制计划。同时，根据型号的特定使用要求，对国产化元器件进行一系列的验证，确定其可靠性后再进行装机应用。

表1 国产元器件成熟度分类标准

2012年，研究院制定了针对某型号的元器件国产化实施方案。在方案中按成熟度对进口元器件进行了细致的分类，并对选用的进口元器件国产化可行性与国内研制单位进行了充分对接，对进口元器件清单组织了多轮审查，对原始的进口元器件品种进行了压缩，将元器件的国产化率从75%提高到86%，国产元器件使用数量比例提高到88%。

另外，以某在研型号为例，其进口元器件国产化替代验证工作正有序开展，其中国产元器件在使用品种上的比例为85%，在使用数量上的比例为86.1%，在费用上的比例为85.8%。

在前期工作的基础上，研究院组织各承制单位对某定型型号完成国产化替代工作前后的进口元器件使用变化情况进行了统计，如图1所示。

3.暂时不能替代的元器件

为保障航天型号研制任务的顺利完成，研究院对暂时不能开展国产化替代工作的元器件提出了加强国产化技术跟踪的要求。同时，根据型号研制、批生产需求预测做好采购周期较长或采购相对困难的进口元器件的储备工作，保障型号使用。

图1 某定型型号国产化前后进口元器件使用变化情况

二、开展自主可控工作遇到的问题

虽然研究院开展的航天型号元器件自主可控工作取得了初步成效，但在实践过程中也遇到了以下几个方面的问题：

1.兼容性与可靠性问题

元器件使用方一般要求国产元器件与进口元器件全兼容，但是由于设计、工艺、原材料等因素，有些国产元器件难以做到与进口元器件全兼容，如封装形式不同、工作电压范围不同、工作频率不同等。这些问题影响了国产元器件在航天型号上的使用。

由于大多数新研制或在研的国产元器件在航天型号上的使用经历十分有限，甚至没有使用经历，加之有些可靠性问题难以在常规的元器件级测试与筛选过程中发现，因此必须对国产元器件进行认证和鉴定，以确保装机使用后能够长期稳定工作，避免发生由于元器件应用验证不充分导致的型号研制进度问题。

2.进度与批生产问题

由于进口元器件国产化难度普遍较大，研制周期往往难以预计，而且研制完成后还需进行大量的鉴定、应用验证等工作才能确定产品能否用于航天型号。因此，为避免发生研制、鉴定和应用验证时间超出预期的情况，研制单位应做好充分准备，合理安排相关工作的时间。

当产品研制成功后，部分研制单位可能会遇到批生产供货周期和质量保证等问题。

3.经费问题

在元器件自主可控工作中，除元器件研制自身需要经费外，各参与单位还需要投入大量的人力、物力和财力对国产元器件进行鉴定、极限评估、结构分析、应用验证等工作，必须给予足够的经费支持。

三、措施建议

1.加强关键元器件的国产化成熟度评价工作

关键元器件是指对型号功能、性能、寿命周期和环境适应性起决定作用，且不易获得的元器件。目前，国产元器件使用率比较低的一个重要原因是其可靠性缺乏权威的成熟度评价。建议设立国产电子元器件应用验证中心，作为第三方独立评估单位，通过一套标准的应用验证程序评估电子元器件的适用性、成熟度，同时为提高型号元器件的自主可控水平提供强有力的技术支撑。

2.预先开展关键元器件的研制工作

随着我国航天科技工业的发展，航天型号的研制周期越来越短，基本上3～5年就要完成从方案阶段到定型阶段的研制。元器件从研制到成熟需要进行大量的研究、验证和鉴定工作，如果在型号研制启动之后才开始元器件研制工作，就很难在时间上满足整体进度要求。建议在型号预研或背景型号研制时就启动元器件的开发、测评和产品验证工作。

3.出台鼓励使用国产元器件的支持政策

建议国家设立专项资金，出台专项政策，扶植航天型号实施元器件国产化研制、替代和验证工作。按照型号特点做好关键元器件的选型规划，对单机产品开展产品化、型谱化工作，并加强应用验证建设，由第三方对其可靠性进行验证、鉴定，降低型号使用风险。对元器件国产化比例较高、应用效果好的单位和型号进行奖励与表彰；对因采用国产元器件而发生本质批次失效问题的型号实行减免责任制度；对发生严重质量问题的元器件提供方实施问责制，加大责任处罚力度。

元器件自主可控工作是一项艰巨的基础工程，需要在观念上、机制上、管理上作工作、作改革，需要在人才队伍建设、条件保障建设、产品设计测试平台建设上进一步深化研究。